灌溉管理

灌溉调度工具

重点:

• 许多州都有免费的调度工具.
• 这些工具通常与实时天气数据相连接.

有许多免费可用的灌溉调度工具，可以根据天气和作物条件预测何时灌溉.

气象数据被用来计算参考作物(如草)蒸发的水量, 然后用作物系数将参考值与特定作物进行比例. 西部条件下的作物系数是用亚利桑那州和得克萨斯州的蒸渗仪测得的. 目前的研究使用的是路易斯安那州的蒸渗仪研究, 密西西比和南卡罗来纳，以确定更潮湿条件下的全球电子游戏平台大全作物系数. 这些程序大多基于下一节描述的水平衡方法.

水平衡方法

使用水量平衡来安排灌溉, 或支票簿方法, 是基于土壤中的有效水分吗. 像一个支票簿, 输入被计入总土壤水, 从土壤中提取水. 日净水量平衡为:

土壤水分的输入是降雨和灌溉. 提取包括植物的蒸腾作用, 土壤表面的蒸发, 和深层渗透到较低的土层. 在生长季节, 蒸发和植物蒸腾作用的, 通常称为“蒸散”，缩写为“ET”,是水从土壤中流失的最重要的过程(图7.1). 在生长季节，深层渗漏只占很小的水量, 所以可以忽略不计.

土壤水分含量

水平衡方程要求了解土壤中的有效水分. 随后土壤水位的确定取决于初始土壤含水量. 土壤水分取决于土壤的质地. 沙质土壤的颗粒和孔隙更大，水的吸附力更弱, 减少可供植物使用的土壤. 相反，粘土有许多非常小的孔隙. 粘土颗粒把土壤的水分粘得更紧. 而粘土比沙质土蓄水更多, 由于紧密的结合，可供植物使用的水越来越少. 壤土有良好的孔隙空间来保持水分，并没有将土壤中的水分紧紧地结合在一起，从而阻止植物从土壤中提取水分. 这些土壤对植物有更多的可用水分(图7).2).

土壤干燥程度也取决于土壤质地. 一场大雨过后, 土壤饱和, 这意味着所有土壤颗粒之间的孔隙都充满了水. 饱和的土壤会变干，因为水会渗透到土壤深处，然后从土壤表面蒸发. 饱和后的两到三天，土壤被称为“田间容量”.“在这个含水量下，土壤孔隙是空气和水的混合物. 土壤将继续干燥，直到达到一个称为“永久枯萎能力”的点.在这个层面上, 留在土壤里的水对植物不再有效了, 植物会枯萎.

保持土壤水分

灌溉计划是一种保持土壤水分对植物有效的方法，范围在田间能力和永久枯萎点. 在水分平衡法中，根据土壤质地估计土壤初始水分. 然后利用用水和水输入的每日变化来跟踪土壤中的水分.

作物系统的投入可以精确地测量出来. 雨量是在野外使用雨量计测量的, 或者是气象站的翻斗式雨量计. 灌溉可以直接测量或从一个给定地区的用水总量来估算. 系统的输出更难以精确测量，通常只能估计.

估算作物用水情况

可以用几种方法估计作物用水情况. 已经发展起来的一种标准方法是根据天气参数估计参考蒸散量(艾伦), 等., 1998). 然后利用作物特有系数将参考ET转换为作物ET. 另外, 已经发展了一些方法，这些方法是根据多年的实地测量得出的曲线来估计ET. 这些经验方法可能相当准确, 但是对于收集数据的地点是特定的.

密西西比河灌溉调度工具- MIST

密西西比河灌溉调度工具依赖于作物用水的最新科学知识，以协助生产者作出灌溉决策. 该系统设计易于使用和访问. 而不是要求用户在现场进行读数和输入数据, MIST自动从国家和区域数据库收集信息，并不断计算作物用水情况. 有关土壤水文及质地的资料可从自然资源及保育系统下载, 根据场地的空间位置. 字段信息可由用户输入, 或者从FSA收集的信息中自动下载. 天气信息由位于全州的气象站自动更新，并由三角洲研究和扩展天气中心维护. 空间上精确的降雨信息可以从国家气象中心的网格降雨数据中自动下载, 或者可以由用户输入，如果他们选择. 为了处理田间径流的差异，MIST使用了NRCS径流方程. 这能更准确地反映降雨后田间土壤的水分. 运行调度程序不需要土壤或植物的测量. 从这些数据库中自动下载信息允许种植者使用MIST, 不需要大量的数据收集或输入到模型中.

使用MIST，不需要安装或维护程序. 这个程序可以通过因特网访问, 并且可以在多个平台上使用, 其中包括智能手机, 平板电脑, 笔记本电脑, 和台式电脑. 这允许用户从任何位置确定作物用水需求, 并能立即判断出作物何时需要水分. 使用每日时间步长进行计算和天气更新，可以更准确地确定土壤可用水. 使用每天的时间步长还可以计算出未来几天作物的需水量, 让种植者更好地管理他们的水资源.

用户根据灌溉系统的容量选择最小的水分亏缺. MIST根据土壤类型指示何时需要灌溉, 天气状况, 灌溉系统的容量. 在季节结束时，可以得到最终用水量, 并可用于向NRCS和水资源管理区报告，以记录水资源节约情况.

潮湿计划(田纳西大学)

大多数水平衡, 灌溉调度程序的功能与此类似, 但是，数据输入的方法和输出的表示可能有很大的不同. 田纳西大学(University Of 田纳西州)的田纳西灌溉系统管理(潮湿)项目要求每周输入降雨和灌溉数据，而不是每天的数据. 这对生产者来说更容易维护，从而跟踪所需的降雨和灌溉量. The approach works fine for the more drought-tolerant row crops that are grown in the good water-holding soils of West 田纳西州; however, 对于生长在像沙子这样的低含水土壤中的水敏感作物来说，每周的投入可能不够.

除了图7底部所示的表格格式外，潮湿还提供图形输出.4. 红色菱形代表每周作物耗水量(以英寸为单位)，随着作物冠层扩展和温度/太阳辐射增加，耗水量增加的模式很容易识别. 在7月中旬的干旱期，全球电子游戏平台大全用水量计算为1.每周7英寸. 实心的蓝点代表每周的降雨量, 直到七月初, 降雨量超过或几乎等于作物用水, 造成非常少的土壤水分枯竭，如虚线黑线所示. 在此期间，降雨使土壤水分仅为1.这片土壤在田间承受能力以下5英寸耗水.

这里所代表的土壤是一种深粉壤土，可以储存4.3英寸的现成水，由棕色实心线所示，标明允许耗竭. 由于缺乏雨水和全球电子游戏平台大全水的高利用率，直到7月中下旬才需要灌溉. 此时采用两英寸的灌溉以保持土壤水分耗竭在1.5英寸. 开放的蓝色方块代表灌溉加降雨. 对于保水良好的土壤，中心支点灌溉，1.5英寸的土壤水分枯竭是一个很好的目标，因为中心轴心的设计是为了跟上作物的用水，而不是赶上或补充土壤剖面. 滴灌和沟灌系统可以使耗水量接近最大允许耗水量，因为它们可以在一个灌溉事件中使用更多的水. 在目前消耗1.5英寸, 仍然有足够的土壤储存能力来捕捉大规模的降雨事件，如果中心支点不能长期浇水，也有足够的缓冲来维持作物. 粉红色的星形表示如果在未来一到两周内没有灌溉或降雨，预测的土壤水分枯竭, 分别.

潮湿还提供了一种预测类型的输出(图7的上部分).4)这样中心支点灌溉器在更新数据后就可以有一个行动计划. 在本例中，生产者计划应用0.每转5英寸. 如果他想保持他的土壤水分消耗在1左右.5英寸, 如果没有降雨，他会在接下来的一周内转3圈，如果为0，他会转2圈.根据页面左侧的列，降雨量达到了5英寸. 如果他想在剖面中增加0.5英寸, 如果没有降雨，他必须连续工作一周，如果0转3圈.根据这页右边的栏显示，下了5英寸的雨. 土壤水分的损益可以根据生产者的管理目标进行调整, 但这一预测也表明，在生长季中期，用中心支点系统增加土壤水分是困难的. 这种预测类型的产量允许生产者安排灌溉，而不必在每次降雨或灌溉事件发生时返回到潮湿计划.

水分平衡计划是很好的灌溉计划工具，因为它们可以预测整个农田的用水量，而不是在作物灌溉充足的情况下特定于一个小区域的用水量. 当使用水分平衡方法时，生产者应该始终相信他们知道需要多少水来替代他们的作物使用的水. 然而，全球电子游戏平台大全应该注意到一些限制. 例如, 大多数水分平衡方案都假定土壤中的多余水分会迅速流失到田间，但并非所有土壤都是如此. 此外，如果整个降雨量被输入到程序中，强烈降雨事件也会产生径流, 水平衡方法不会自动识别出整个降雨量没有进入土壤剖面.

土壤水分监测与水分平衡的结合

将土壤水分监测与水平衡方法相结合可以避免这些陷阱. 例如, 在生长季节早期，在排水不良的土壤上进行灌溉, 水平衡方法可能表明需要灌溉，而土壤水传感器可能显示大量可用水. 相反, 强降雨过后, 水量平衡可能表明不需要灌溉，因为它不能自动识别有多少降雨流失, 而土壤水分传感器可能指示比预期更干燥的条件，导致在降雨事件后提前灌溉. 似乎只有土壤水分传感器才能解决这些问题, 但是人们必须记住，传感器只测量一个场中的一个非常小的位置，可能并不总是代表整个场. 因此，全球电子游戏平台大全推荐一种水平衡和土壤传感器的组合方法.